Question

有一体积是2分米³ ，密度是0．8克／厘米³的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上(如图所示)，如果绳子断了，木块就上浮到水面。问：

（1）木块在上浮过程（未露出水面）中，受到浮力的大小是否变化？

（2）绳子未断之前所受的拉力是多大？

（3）木块漂浮在水面时露出液面的体积多大？

Answer

（1）木块在上浮过程（未露出水面）中，受到浮力的大小不变；

（2）4N；

（3）0.4dm3

【解析】

试题分析：（1）木块在上浮过程（未露出水面）中，排开水的体积不变，受到水的浮力不变；

（2）木块受到的浮力：F浮 =ρ液 gv排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×2×10-3 m3 =20N，

木块的重力：G=mg=ρ木 Vg=0.8×103 kg/m3 ×2×10-3 m3 ×10N/kg=16N，

∵F浮 =G+F拉 ，∴绳子对A向下的拉力：F拉 =F浮 -G=20N-16N=4N；

（3）剪断绳子木块A漂浮在水面上，F浮 ′=G=16N，

由F浮 ′=ρ水 gV排 ′得：∴V排 ′=F浮′ρ水g=16N/1×103kg/m3×10N/kg=1.6×10-3 m3 =1.6dm3

v露 =V-V排 =2dm3 -1.6dm3 =0.4dm3 ．

考点：阿基米德原理；密度公式的应用；力的合成与应用；重力的计算；物体的浮沉条件及其应用